果园滑动转向机器人轮胎动力学参数实时估计方法

受果园路面起伏及轮胎附着能力变化影响,滑动转向轮式机器人轮胎的垂直载荷及侧向力参数变化大且难以实时估计,针对现有滑动转向控制器设计时对轮胎动力学参数进行简化,从而导致机器人姿态控制稳定性低的问题,本文提出了非铺装路面滑动转向轮式机器人轮胎垂直载荷实时估计方法和轮胎驱动力实时估计及优化分配算法。首先,提出了适用于滑动转向过程静力学计算的理想平面以及基于该平面的四轮垂直载荷估计方法;其次,提出了基于Fiala轮胎动力学模型的小侧偏角侧向力估计方法;再次,建立了滑动转向轮式机器人坡道稳态动力学方程和轮胎实时驱动力估计方法;最后,基于轮胎利用率构造轮胎驱动力最优实时分配模型。为验证本文方法,建立了基于ADAMS的滑动转向轮式机器人动力学模型进行对比验证,并且对垂直载荷以及侧向力估计方法搭建了检测装置进行实际验证。实际验证结果表明,轮胎垂直载荷实时估计方法准确率为95%以上,侧向力实时估计方法准确率为85%以上,基于轮胎垂直载荷以及侧向力的轮胎驱动力优化方法使轮胎利用率从96.25%降低至93.75%,提高了轮胎附着裕量和姿态控制稳定性。

轮式移动机器人滑动转向研究综述

轮式移动机器人滑动转向涉及车体、车轮的动力学和路面的属性 ,是一个复杂的运动现象。本文介绍了滑动转向的原理 ,把解决轮式移动机器人控制问题的方法分为两大类 :硬模型方法和软模型方法 ;介绍了滑动转向时的功耗问题和转向结构的研究现状 ,对轮式移动机器人转向方法的发展方向进行了展望。

基于速度控制的轮式滑动转向移动机器人航向跟踪

针对轮式滑动转向移动机器人(WSMR)航向跟踪困难的问题,提出了基于神经网络训练的速度控制航向跟踪算法.介绍滑动转向原理并建立模型,采用虚拟样机仿真软件ADAMS构建WSMR虚拟样机.结合Matlab采用提出的算法对样机航向跟踪进行动态仿真.可视化的三维仿真结果表明,该算法可有效地实现航向跟踪.

六轮独立驱动滑动转向车辆运动控制算法仿真研究

依据六轮独立电驱动滑动转向车辆转向原理及车轮扭矩独立可控的特点,结合驱动力优化分配及操控稳定性问题,提出了一种运动控制算法。该算法由速度控制器,转弯控制器和轮胎力最优分配控制器组成。其中,速度控制器和转弯控制器根据车辆状态产生整车所需总的纵向力和转弯横摆力矩,轮胎力最优化分配控制器根据轮胎垂直载荷优化分配各个车轮所需的扭矩。仿真结果表明:垂直载荷较大的轮胎获得了较大的驱动扭矩,与平均分配算法相比,采用轮胎力最优化分配算法,轮胎负荷率降低了9.79%,提高了车辆的操控稳定性。

攀越过程中非同步现象对滑动转向机器人的影响

分析了滑动转向机器人攀越过程的几何关系和速度关系,建立了攀越过程的数学约束模型,揭示了滑动转向机器人攀越过程中所固有的非同步现象。基于此模型,非同步现象对机器人控制产生的几种不利影响得到了阐述,为攀越过程中驱动算法的制定提供了理论依据。理论推导的正确性经仿真和实验结果得到了验证。

6×6滑动转向电驱动无人车运动控制

针对6×6滑动转向电驱动无人车,提出了一种运动控制算法,该算法包含3部分:速度PI控制器跟踪期望的车速,角速度滑模控制器计算车辆转弯所需要的转弯扭矩;轮胎纵向力最优分配控制器根据输入的纵向牵引力和转弯扭矩,计算分配单个轮胎所需要的纵向力,使轮胎利用率达到最小。建立了车辆的动力学和运动学模型,并对算法进行了仿真验证,仿真结果表明了算法的有效性。

双惯性测量单元系统下四轮滑动转向机器人运动控制研究

四轮滑动转向机器人因其运动中存在滑动误差,导致机器人运动轨迹控制困难,而且在不同的地面条件下滑动转向的动力学参数不一样,导致滑动误差的不同,更增加了机器人转向的速度量、角速度量的预测和控制难度。通过使用两个惯性测量单元(IMU)建立四轮滑动转向机器人的速度、角速度计算模型,针对机器人运动中的差动命令对四轮机器人实施闭环控制,动态调整四轮轮速从而使得机器人运行更加精确平稳。实验结果表明使用轮速动态调整策略后机器人轨迹误差更小,轨迹更精确。

六轮滑动转向爬壁机器人壁面运动动力特性分析

针对一种六轮滑动转向爬壁机器人的壁面运动动力学问题开展了相关研究。通过引入驱动轮纵向滑动率,建立了考虑机器人纵向和侧向滑动的运动学模型。基于车辆动力学理论中的轮胎离散模型,分析了驱动轮与壁面之间的摩擦力学特性,进而建立了机器人壁面滑动转向动力学模型。基于上述模型,仿真分析了不同壁面倾角下机器人运动过程质心运动轨迹、质心侧向滑动速度、右侧驱动轮的总驱动力和纵向滑动率的变化规律,为机器人的运动控制和路径规划提供了参考依据。

至喜长江大桥大江桥猫道先导索高空横移法架设技术

至喜长江大桥大江桥为主跨838m的单跨悬索桥,猫道全长1350m,利用牵引索作为导索进行过江架设,架设时正值长江汛期,由于封航原因上游侧猫道先导索无法采用"水面过渡法"架设。通过方案设计研究,上游侧猫道先导索采用高空横移法架设,即在两岸下游塔顶门架上设置可滑动转向装置,利用下游牵引索将先导索牵引至北塔后,通过转向装置滑动,在空中将先导索横移至上游侧,实现先导索架设。可滑动转向装置利用塔顶10t辅助卷扬机设置,在两岸下游塔顶门架柱脚处设置1台单门滑车,将辅助卷扬机钢丝绳穿过滑车后连接16t卡环,先导索穿过卡环后进行转向,通过辅助卷扬机放绳,实现先导索横向移动。该桥上游侧猫道先导索采用高空横移法架设施工,历时3h完成先导索与导索牵引过江,架设过程顺利。

浅谈拖拉机转向系的设计

通过转向梯形特性曲线的绘制、增加转向摇臂的长度及减小转向时的限位角,解决了拖拉机在转向时存在的不正常侧向滑动。